Calorifer – Bộ trao đổi nhiệt trong hệ thống sấy

Bộ trao đổi nhiệt calorifer là thiết bị đốt nóng tác nhân sấy như là không khí, hoặc hơi nước. Đó là những môi chất tham gia vào quá trình sấy các vật liệu. Vậy Calorifer có đặc điểm như thế nào và ưu điểm gì? Xin mời bạn đọc tìm hiểu bài viết dưới đây.

Calorifer là gì?

Chính là bộ đốt nóng tác nhân sấy còn gọi là bộ trao đổi nhiệt calorifer. Nó là một bộ phận trong hệ thống sấy. Cùng với thiết bị sấy và các thiết bị phụ khác tạo nên bộ hoàn chỉnh của một hệ thống sấy công nghiệp.

Trong hệ thống sấy, bộ trao đổi nhiệt calorifer là thiết bị chứa môi chất bên trong được trao đổi nhiệt, dễ dàng điều chỉnh các thông số về lưu lượng, áp suất, nhiệt độ cũng như điều khiển và đo lường toàn bộ hệ thống sấy trở nên dễ dàng hơn.

Nguyên lý hoạt động và cách tính toán khi dùng bộ trao đổi nhiệt Calorife

Tính calorife là tính bề mặt trao đổi nhiệt cần thiết sau đó là chọn hoặc thiết kế một calorife đáp ứng đủ diện tích bề mặt trao đổi nhiệt.

Để xác định bề mặt truyền nhiệt của calorifer, chúng ta phải tính các thông số cơ bản gồm hệ số nhiệt độ trung bình Δt và hệ số truyền nhiệt k.

Kết quả tính calorife còn là cơ sở để chúng ta tính năng suất hơi cần thiết khi dùng hơi nước làm chất tải nhiệt.

Calorife mà chúng ta tính ở đây là calorife khí – hơi thường làm bằng giàn ống có cánh nên mục đích tính toán ở đây là: tính lưu lượng hơi qua calorifer (G), diện tích trao đổi nhiệt (F), cách bố trí giàn ống calorife, sau đó xác định kích thước của calorifer.

Cho nên tính toán calorife nói chung và của calorife khí – hơi nói riêng là tính toán bề mặt truyền nhiệt (F) cần thiết khi biết lưu lượng và nhiệt độ vào và ra của không khí.

Đặc điểm và phân loại bộ trao đổi nhiệt calorifer

Thiết bị trao đổi nhiệt hay bộ trao đổi nhiệt calorifer là thiết bị cho phép thực hiện trao đổi nhiệt hiệu quả giữa chất cần gia nhiệt ( nước, dầu, hoá chất, sản phẩm dạng lỏng…) với chất gia nhiệt hoặc lạnh (hơi nóng, dầu tải nhiệt, nước nóng) bên trong. Vật trung gian truyền nhiệt có thể được ngăn cách bởi một bức vách rắn để chúng không pha trộn vào.

Thiết bị trao đổi nhiệt Calorifer khí hơi

Calorifer khí-hơi có cấu tạo gồm các bộ phận chính như sau:

• Vỏ kim loại bọc ngoài thiết bị
• Giàn ống trao đổi nhiệt, thường là loại cánh nhôm.
• Các mặt bích kết nối, mặt sàng và khung đỡ dàn ống

Phương pháp truyền nhiệt của calorifer khí – hơi gồm hai phương pháp cơ bản sau:

• Truyền nhiệt dẫn nhiệt
• Truyền nhiệt đối lưu

Calorifer khí hơi hoạt động theo nguyên lý: hơi nóng ở áp suất và nhiệt độ cao được cung cấp liên tục vào các bộ calorifer trong hầm sấy, nước ngưng trong các bộ calorifer sẽ được các cụm cóc xả dưới đáy đẩy vào đường ống góp nước ngưng và đưa về bồn chứa tiếp tục cấp lên cho lò hơi.

Không khí sẽ được một hệ thống quạt cưỡng bức đẩy vào đi qua các bộ calorifer để nhận nhiệt trước khi đi vào hầm sấy để gia nhiệt cho nguyên liệu bên trong.

Thường thì các hệ thống sấy ở Việt Nam đang sử dụng ở thông số (P = 6 bar, t = 165 độ C). Cấu tạo của ống có cánh phải đảm bảo cho không khí thổi qua tiếp xúc được với diện tích bề mặt là lớn nhất

Ưu điểm bộ trao đổi nhiệt khí hơi

Trong bộ trao đổi nhiệt calorifer khí hơi, hơi nước là môi chất dẫn nhiệt bên trong nên dễ điều chỉnh các thông số về lưu lượng, áp suất, nhiệt độ bên trong dẫn đến việc điều khiển và đo lường toàn bộ hệ thống sấy trở nên dễ dàng hơn.

Nhược điểm bộ trao đổi nhiệt khí hơi

Vì nguyên tắc trao đổi nhiệt ở đây là trao đổi nhiệt gián tiếp từ khói sang nguyên liệu trong hầm sấy, tức là nhiệt lượng của khói trong buồng đốt của lò hơi sẽ gia nhiệt cho nước sản sinh ra hơi nước, sau đó lại sử dụng nhiệt của hơi nước để gia nhiệt cho không khí để sấy nguyên liệu.

Cho nên hiệu suất trao đổi nhiệt tính từ nhiên liệu đốt lò đến lúc kết thúc quy trình sấy được đánh giá là khá thấp.

Thiết bị trao đổi nhiệt Calorifer khí khói

Nguyên lý hoạt động của bộ trao đổi nhiệt calorifer khí khói về cơ bản giống bộ trao đổi nhiệt calorifer khí hơi. Điểm khác biệt lớn nhất ở chỗ khói nóng từ lò đốt được đưa trực tiếp đi vào bộ calorifer để gia nhiệt cho không khí trước khi đi vào hầm sấy.

Ưu điểm bộ trao đổi nhiệt khí khói

Nhiệt lượng từ khói nóng sau khi được sinh ra từ quá trình đốt sẽ được dùng trực tiếp đưa vào các bộ trao đổi nhiệt calorifer nên hiệu suất nhiệt toàn bộ quy trình sấy sẽ cao hơn bộ trao đổi nhiệt calorifer khí hơi.

Nhược điểm bộ trao đổi nhiệt khí khói

Việc điều chỉnh lưu lượng, nhiệt độ và áp suất trên đường ống dẫn khói cũng như trong các bộ calorifer khá khó khăn. Vì vậy việc đo lường và điều khiển toàn bộ hệ thống sấy sẽ khó khăn hơn hệ thống sử dụng bột trao đổi nhiệt calorifer khí hơi. Cho nên việc vận hành hệ thống sấy sẽ phải dựa nhiều vào kinh nghiệm của người vận hành.

Tầm quan trọng của bộ trao đổi nhiệt calorifer

Để sấy nông sản, nguyên liệu, sản phẩm đạt đến độ ẩm cần thiết, trong nhiều quy trình sản xuất, người ta sử dụng calorifer khí hơi hoặc calorifer khí khói để đốt nóng không khí.

Cấu tạo cơ bản của thiết bị bao gồm vỏ kim loại bọc ngoài, giàn ống tản nhiệt cánh vây nhôm (có thể là kẽm, mạ kẽm, inox hoặc kim loại khác) và các mặt bích.

Quá trình hoạt động, hơi bão hoà sẽ ngưng tụ trong ống. Không khí với sự hỗ trợ của quạt công nghiệp theo phương pháp truyền nhiệt cưỡng bức sẽ chuyển động liên tục bên trong ống, nhận nhiệt mang vào buồng sấy.

Cấu tạo của ống tản nhiệt cánh vây ép đùn đảm bảo cho không khí thổi qua tiếp xúc được với diện tích bề mặt tối ưu gấp nhiều lần so với các ống dẫn thông thường cùng kích thước.

Nhờ đó, hệ số trao đổi nhiệt khi ngưng của hơi nước lớn hơn nhiều so với hệ số trao đổi nhiệt đối lưu giữa mặt ngoài ống với không khí.

Tiêu chí lựa chọn bộ trao đổi nhiệt calorifer

Để lựa chọn bộ trao đổi nhiệt calorifer phù hợp nhất chủ yếu phụ thuộc vào hệ thống thiết bị và nhu cầu làm mát của bạn. Một số điểm cần cân nhắc khi chọn bộ tản nhiệt bao gồm:

 - Mức năng lượng tiêu thụ: điện năng của các linh kiện, bộ điều khiển, xử lý

 - Mức độ nóng của các bộ phận cụ thể khi chịu tải

 - Mức độ mát lý tưởng để đạt hiệu suất tối ưu

 - Không gian dành cho hệ thống tản nhiệt

 - Kiểu thiết kế, bố trí bộ trao đổi nhiệt tốt nhất cho hệ thống

Ưu điểm bộ trao đổi nhiệt Calorifer

Hệ thống thiết bị rất dễ điều chỉnh các thông số về lưu lượng, áp suất, nhiệt độ bên trong. Nhờ đó, việc điều khiển và đo lường toàn bộ hệ thống sấy trở nên dễ dàng hơn.

Vật liệu tạo ra bộ calorifer có thể là thép, inox, đồng, nhôm … được gia công, hàn công nghệ kỹ thuật cao. Bên cạnh đó, sản phẩm mang nhiều ưu điểm:

 - Chịu nóng tốt.

 - Độ bền cơ học cao, không biến dạng.

 - Kích thước đồng nhất, dễ điều chỉnh và kiểm soát.

 - Khả năng chống ăn mòn cao.

Trong hệ thống sấy, calorifer là bộ trao đổi nhiệt đóng góp vai trò quan trọng. Đó là bộ phận quyết định hiệu suất và hiệu quả trong sấy công nghiệp.

Công ty TNHH Năng Lượng Nhiệt Bách Khoa, là đơn vị chuyên thiết kế, gia công các thiết bị trao đổi nhiệt/ dàn sấy calorifer phục vụ ngành sấy gỗ, sấy nông sản, ngành dệt nhuộm, ngành thực phẩm và ngành nhựa. Với kinh nghiệm 10 năm hoạt động trong lĩnh vực lò hơi và thiết bị trao đổi nhiệt phục vụ các ngành sản xuất công nghiệp.

Quý khách hàng có nhu cầu về bộ trao đổi nhiệt calorifer thì hãy hiên hệ với chúng tôi theo Địa chỉ công ty:

HeX Boiler - CÔNG TY TNHH NĂNG LƯỢNG NHIỆT BÁCH KHOA.

Địa chỉ: Số 268B, Quốc Lộ 2, Khu 2, Xã Phù Lỗ, Huyện Sóc Sơn, Tp Hà Nội.

Hotline: 0917 754 059.

Email: info@hexboiler.com